由上海硅酸鹽所主辦的第137期東方科技論壇“我國人工晶體生長技術的發(fā)展現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)”近日舉行。來自相關領域的精英專家，圍繞晶體生長的各個重要環(huán)節(jié)：原輔料制備、生長工藝設計、后續(xù)產品加工、配套設備研制、生長方法創(chuàng)新等進行深入探討和研判，可以推動相關產業(yè)更健全地發(fā)展，有利于提升該學科的整體發(fā)展水平。對我國未來高技術產業(yè)和國防建設有“不受制于人”的重大戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。

　  人類發(fā)展的歷史就是一部人類對材料的使用發(fā)展史。隨著材料的不斷更新，促進著人類社會的不斷發(fā)展與變革，社會發(fā)展已證明，一些高新科學技術的發(fā)展，無一不和晶體材料密切相關：1）用壓電水晶制作的諧振器應用于發(fā)報機，在第一次世界大戰(zhàn)時已出現(xiàn)，二戰(zhàn)時被普遍采用，它開創(chuàng)了現(xiàn)代通訊新時代；2）硅單晶及集成技術的成功，把人類帶入方興未艾的現(xiàn)代計算機時代。計算機的運算速度越來越快，并將會出現(xiàn)量子計算機、光子計算機等采用新運算方式的計算機，但硅單晶在計算機中的重大貢獻卻不容置疑；3）1960年，紅寶石晶體中首次實現(xiàn)激光輸出，標志著光電子時代的來臨¼¼。可以預計，在21世紀中，由于人類社會發(fā)展的需要，會促使人們采用不同理論方法與技術途徑來設計、合成與生長各種新型的功能晶體材料，從而將更加促使晶體生長科學與技術的進一步發(fā)展。

　　 我國人工晶體材料的生長研究，開創(chuàng)于上世紀50年代中期。回顧50多年來，該領域內的研究從無到有，從零星的實驗室研究發(fā)展到現(xiàn)在初具規(guī)模的產業(yè)，進展是相當迅速的：1）現(xiàn)在我國的人工水晶、單晶硅、人造金剛石、鐵電壓電LN和LT晶體和各類寶石等晶體已成為一個高技術產業(yè)；2）KTP，BBO，LBO，BGO，YVO4，PbWO4等晶體已達到了國際先進和領先水平，且均已進入國際市場的競爭行列；3）在助溶劑法、多坩堝下降法等生長技術和工藝方面具有自主知識產權、已達到了國際先進和領先水平，且已實現(xiàn)產業(yè)化¼¼。無論是在學術界還是在國際市場上都為國家爭得了榮譽。然而，值得關注的是，目前市場上最廣泛應用的一些晶體如單晶硅、藍寶石、GaAs、Nd:YAG等，晶體質量和穩(wěn)定性與國外有差距。究其原因，主要是我國人工晶體生長方法和工藝發(fā)展不平衡，如提拉法、泡生法、導模法、區(qū)熔法等與國外差距大。長期以來，在生長方法創(chuàng)新、配套設備研制、原輔料處理、后加工制備技術等方面都比較薄弱，整個產業(yè)鏈還不夠完善。

　　 近年來，隨著光伏產業(yè)、綠色照明產業(yè)的迅猛發(fā)展，國內多晶硅、藍寶石等相關投資項目呈爆發(fā)式增長的勢頭，全國各地興起形形色色的“光伏產業(yè)園”“半導體照明產業(yè)化基地”“光谷”等。這股表面繁榮背后實際隱藏著巨大的風險：這些產業(yè)都是兩頭在外，如硅原料是整個光伏產業(yè)進入壁壘最高的環(huán)節(jié)，最上游提供太陽能電池級硅材料的專業(yè)生產廠商僅有幾家歐美公司；另外如藍寶石襯底的加工及LED器件的制備技術也都掌握在國外大公司手里。因此要突破技術貿易壁壘和政治訛詐，就必須發(fā)展擁有自主知識產權的晶體生長和制備技術，形成產業(yè)鏈。

　　 晶體生長是一門綜合性很強的多學科交叉的學科，它的發(fā)展需要在物理學、化學、晶體學、晶體生長與工程技術領域內工作的專家通力合作，相互配合，做到物理與化學，理論與實踐，結構與性能，研究與開發(fā)等多方面的密切結合，才能保證該學科的全面而持久的發(fā)展。